Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Перетворення Лапласа та його основні властивості.






    В основі операторного методу дослідження перехідних процесів лежить інтегральне перетворення Лапласа. Нехай функція дійсної змінної визначена при і задовольняє умовам:

    1. На будь якому скінченому проміжку функція неперервна, за виключенням, можливо, декількох точок розриву першого типу.
    2. при .
    3. Існують такі постійні та , що для усіх виконується нерівність

    .

    Перетворенням Лапласа функції називається функція комплексної змінної

    . (7.21)

    Функцію , що задовольняє умовам 1- 3 називають оригінал ом, а її перетворення Лапласа, тобто - зображенням функції . Зв’язок між оригіналом та його зображенням умовно позначатимемо так:

    .

    До речі, як правило, математичні моделі реальних сигналів задовольнять умовам 1- 3.

    Зупинимося лише на тих властивостях інтегрального перетворення Лапласа, які будуть використовуватися при розрахунку перехідних процесів.

    Лінійність. Формула (7.21) лінійна відносно підінтегрального множника , отже перетворення Лапласа лінійне, тобто якщо , то - зображення лінійної комбінації оригіналів є лінійною комбінацією зображень.

    Зображення найпростіших функцій. Оскільки перетворення Лапласа є одностороннім, то усі наступні функції, що заслуговують нашої уваги визначені лише при . При - . Знайдемо зображення функції . Графік цієї функції показаний на рис.7.8 Застосуємо інтегральне перетворення Лапласа:

    .

    Отже

    . (7.22)

    Це єдина із багатьох формул перетворення Лапласа яку доцільно запам’ятати.

    Отриманий результат дає можливість знайти зображення функції включення (функції Хевісайда) показаної на рис.7.9. Оскільки , то

    .

    Очевидно, що

    1. .

    2. .

    3. .

    4. .

    5. .

    Значну кількість зображень різноманітних функцій можна знайти у спеціальній літературі []. Розширити їх число можна з допомогою теореми про зміщення та теореми про запізнення.

    Теорема про зміщення стверджує, що якщо то . Насправді

    . Теорема доведена.

    Теорема про запізнення установлює зв’язок між зображеннями двох функцій (сигналів) зсунутих у часі: якщо то . Доведення теж елементарне.

    Зображення похідної від функції.. Нехай . Знайдемо зображення від :

    . Застосовуючи інтегрування по частинам, отримаємо:

    . (7.23)

    Зображення від другої похідної:

    .

    При нульових початкових умовах:

    ;

    ;

    .

    Зображення інтегралу від функції.. Нехай . Знайдемо зображення від . Позначимо . Очевидно, що , а . Якщо то скориставшись формулою (7.23) отримаємо: . Звідки

     

    . (7.24)

    Приклад 2. Знайти зображення функції .

    Рішення. Оскільки , то використовуючи властивість лінійності перетворення Лапласа і той факт, що , отримаємо

    .

    Отже .

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.